北京時(shí)間4月22日消息,,據(jù)國外媒體報(bào)道,,在升級之后第三個(gè)觀測周期的兩周內(nèi),激光干涉引力波天文臺(LIGO)和位于意大利的室女座干涉儀(Virgo)探測到了兩個(gè)可能的引力波信號,。這兩個(gè)信號被認(rèn)為來自同一對黑洞的合并,。引力波是由劇烈天文事件導(dǎo)致的時(shí)空漣漪,最初由愛因斯坦的廣義相對論所預(yù)言,。
4月8日,,LIGO在其首次公開預(yù)警中宣布發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)新的引力波信號,隨后又在4月12日發(fā)布了第二個(gè)預(yù)警,。這兩個(gè)引力波事件很可能源自兩個(gè)黑洞的碰撞,。2015年9月,,LIGO首次探測到了引力波,,并在2016年2月宣布了這一發(fā)現(xiàn)。在接下來的三年里,,科學(xué)家們又探測到了十多個(gè)引力波信號,。隨著LIGO和Virgo的升級完成,科學(xué)家希望最多時(shí)能每周探測到一個(gè)以上的引力波信號,。到目前為止,,探測結(jié)果符合這一預(yù)期。新一輪觀測周期被稱為“O3”,,將持續(xù)大約一年,。
LIGO由兩個(gè)相距約3000公里的巨型探測器組成,一個(gè)位于路易斯安那州的利文斯頓,,另一個(gè)位于華盛頓州的漢福德
在華盛頓州的漢福德,,LIGO工程師正在準(zhǔn)備先進(jìn)LIGO(Advanced LIGO)的第三次觀測運(yùn)行
過去數(shù)月的升級使LIGO捕捉引力波信號的敏感度比上一輪運(yùn)行時(shí)提升了40%,,而Virgo的靈敏度自上次運(yùn)行以來幾乎提升了一倍。此外,,在這一輪(第三輪)的探測中,,LIGO和Virgo過渡到了一個(gè)新系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中,,它們幾乎可以即時(shí)向天文學(xué)團(tuán)體發(fā)出了潛在引力波探測結(jié)果的預(yù)報(bào),。這使得電磁望遠(yuǎn)鏡(包括x射線、紫外線,、光學(xué)和射電望遠(yuǎn)鏡)能夠搜索并有望找到來自同一來源的電磁信號,,這些信號對于理解引力波事件的動(dòng)力學(xué)至關(guān)重要。
在此次探測中,,由物理學(xué),、天文學(xué)和天體物理學(xué)助理教授查德?漢納(Chad Hanna)領(lǐng)導(dǎo)的賓夕法尼亞州立大學(xué)LIGO科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
“賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員是LIGO科學(xué)團(tuán)隊(duì)的一部分,,他們幾乎實(shí)時(shí)地分析數(shù)據(jù),,”LIGO團(tuán)隊(duì)成員、賓夕法尼亞州立大學(xué)物理學(xué)研究生科迪·梅西克(Cody Messick)說,,“我們不斷地將這些數(shù)據(jù)與成千上萬種可能的引力波進(jìn)行比較,,并盡可能快地將任何重要的候選引力波上傳到數(shù)據(jù)庫中。盡管有幾個(gè)不同的團(tuán)隊(duì)都在進(jìn)行類似的分析,,但賓夕法尼亞州立大學(xué)團(tuán)隊(duì)分析后所上傳的候選信號中就包括了這兩個(gè)公開的探測結(jié)果,。”
梅西克在過去九個(gè)月里一直致力于確保上傳的候選引力波信號包含所有在探測時(shí)運(yùn)行的探測器的信息,,即使其中某個(gè)探測器的信號異常安靜,。這有助于對信號進(jìn)行定位,并有可能將信號來源的預(yù)測天空區(qū)域縮小一個(gè)數(shù)量級以上,。所有的LIGO公開預(yù)警都將包括一張顯示可能來源位置的天空地圖,、事件發(fā)生時(shí)間以及可能的事件類型。
“這幾乎是對兩個(gè)黑洞可能碰撞產(chǎn)生的引力波進(jìn)行實(shí)時(shí)探測,,”賓夕法尼亞州立大學(xué)物理學(xué)研究生,、LIGO團(tuán)隊(duì)成員瑞安·瑪姬(Ryan Magee)說,“我們在第一個(gè)信號到達(dá)地球20秒內(nèi)就探測到了,。我們可以設(shè)置自動(dòng)警報(bào),,以便在識別出重要的候選信號時(shí)接到電話和短信。我還以為一開始會(huì)接到一個(gè)垃圾電話呢!”
2019年4月8日探測到的引力波信號源所在的天空區(qū)域,。該區(qū)域橫跨387平方度,,相當(dāng)于2000個(gè)滿月,大致蜿蜒穿過天空北半球的仙后座,、蝎虎座,、仙女座和仙王座
據(jù)推測,,這兩個(gè)引力波信號的來源都是致密雙星合并——兩個(gè)巨大且密度極高的天體相互碰撞。致密雙星合并可以發(fā)生在兩顆中子星,、兩個(gè)黑洞或者一顆中子星和一個(gè)黑洞之間,。不同類型的合并會(huì)產(chǎn)生不同的引力波信號,從而使LIGO團(tuán)隊(duì)能夠識別出產(chǎn)生引力波的事件類型,。
“隨著LIGO的更新,,我希望看到更多的信號,”瑞安·瑪姬說,,“我真的很想看到中子星和黑洞的合并,,這種情況目前還沒有被探測到?!焙诙础凶有呛喜⑹潜群诙础诙?、中子星—中子星合并更為罕見的事件,也是科學(xué)家非常期待的科學(xué)發(fā)現(xiàn),,其極端性還處在熱烈討論之中,。
LIGO由兩個(gè)相距約3000公里的巨型探測器組成,一個(gè)位于路易斯安那州的利文斯頓,,另一個(gè)位于華盛頓州的漢福德,。意大利的室女座引力波天文臺也探測到了這兩個(gè)探測器發(fā)現(xiàn)的引力波信號,并立即公諸于眾,。
“這是LIGO第一次以自動(dòng)方式即時(shí)地公開探測結(jié)果,,”賓夕法尼亞州立大學(xué)物理學(xué)博士后、LIGO團(tuán)隊(duì)成員Surabhi Sachdev說,,“這是LIGO從這輪探測開始實(shí)行的新運(yùn)行策略,。引力波事件會(huì)立即自動(dòng)公開。經(jīng)過人工審核之后,,相關(guān)的確認(rèn)或撤回決定將在數(shù)小時(shí)內(nèi)發(fā)出,。”
LIGO由兩個(gè)相距約3000公里的巨型探測器組成,,一個(gè)位于路易斯安那州的利文斯頓,,另一個(gè)位于華盛頓州的漢福德(如圖)
在華盛頓州的漢福德,LIGO工程師正在準(zhǔn)備先進(jìn)LIGO(Advanced LIGO)的第三次觀測運(yùn)行